Как вы хотите связаться с нами?

Литейный чугун — состав и свойства

чугун литейный

Чугун литейный — это сплав железа c углеродом и кремнием, в котором также всегда присутствуют примеси марганца, фосфора и серы. Углерод, содержащийся в чугуне, находится в виде графита пластинчатой формы. Этот чугун на изломе имеет серый цвет благодаря содержанию графита в сплаве. Поэтому литейный чугун также называется серым чугуном. Этот сплав является основным, который используется в машиностроении. Серый чугун также называют литейным из-за его отличных литейных свойств. Литейный чугун имеет хорошую текучесть, поэтому он отлично заполняет литейные формы.

Стандарты

Литейный чугун производится в Украине согласно ДСТУ 3132-95 «Чавун ливарний. Технiчнi умови» и ГОСТ 4832-95 «Чугун литейный. Технические условия».

Литейный чугун — классификация

Литейный чугун подразделяется на 2 вида в зависимости от назначения:

Марки литейного чугуна Л1, Л2, Л3, Л4, Л5, Л6 — для изготовления отливок из серого чугуна

Марки литейного чугуна рафинированного магнием ЛР1, ЛР2, ЛР3, ЛР4, ЛР5, ЛР6, ЛР7 — для изготовления отливок из высокопрочного чугуна с шаровидным графитом, чугуна с вермикулярным графитом, ковкого чугуна.

Химический состав литейного чугуна

Качество отливок зависит от химического состава литейного чугуна. Содержание углерода в виде в виде графита и карбида оказывает большое влияние на характеристики чугуна. Большое количество графита делает чугун мягким, при содержании более 2,5% понижается прочность и вязкость металла. Такой сплав не будет предназначен для литья.

Кремний вытесняет углерод из соединения с железом, образуя при этом графит. Высокое содержание кремния препятствует насыщению углерода. Марганец, который входит в состав литейного чугуна также влияет на характеристика сплава. Он повышает твердость, но в тоже время делает сплав хрупким, поэтому является вредной примесью. Тем не менее марганец защищает железо и другие составляющие от окисления.

Фосфор, содержащийся в составе литейного чугуна, также имеет влияние на физико-механические свойства металла. Фосфор придает чугуну особую твердость, уменьшая при этом упругость и излишнюю вязкость. Чтобы чугун имел достаточную прочность, содержание фосфора должно быть не более 0,3%.

Сера препятствует насыщению углерода, а также замедляет выделение графита. Содержание серы в составе литейного чугуна делает металл менее плавким. Если присутствует высокое содержание серы, металл становится густым и соответственно плохо заполняет форму. Поэтому сплавы с высоким содержанием серы не применяют для литья тонкостенных отливок.

Химический состав литейного чугуна должен удовлетворять требованиям ДСТУ 3132-95 и ГОСТ 4832-95, приведенным в табл. 1 и табл. 2.

Таблица 1: Марки и химический состав литейного чугуна по ДСТУ 3132-95 и ГОСТ 4832-95

МаркаМассовая доля элементов, %
SiMn, не более
Группы
IIIIIIIV
Л1св. 3,2 до 3,6 вкл.до 0,3 вкл.св. 0,3 до 0,9 вкл.св. 0,5 до 0,9 вкл.св. 0,9 до 1,2 вкл.
Л2св. 2,8 до 3,2 вкл.до 0,3 вкл.св. 0,3 до 0,9 вкл.св. 0,5 до 0,9 вкл.св. 0,9 до 1,2 вкл.
Л3св. 2,4 до 2,8 вкл.до 0,3 вкл.св. 0,3 до 0,9 вкл.св. 0,5 до 0,9 вкл.св. 0,9 до 1,2 вкл.
Л4св. 2,0 до 2,4 вкл.до 0,3 вкл.св. 0,3 до 0,9 вкл.св. 0,5 до 0,9 вкл.св. 0,9 до 1,2 вкл.
Л5св. 1,6 до 2,0 вкл.до 0,3 вкл.св. 0,3 до 0,9 вкл.св. 0,5 до 0,9 вкл.св. 0,9 до 1,2 вкл.
Л6св. 1,2 до 1,6 вкл.до 0,3 вкл.св. 0,3 до 0,9 вкл.св. 0,5 до 0,9 вкл.св. 0,9 до 1,2 вкл.

Таблица 1: продолжение

МаркаМассовая доля элементов, %
Серы, не болееФосфора, не более
КатегорииКлассы
IIIIIIIVАБВГД
Л10,020,030,040,080,120,3св. 0,3 до 0,7 вкл.св. 0,7 до 1,2 вкл.
Л20,020,030,040,080,120,3св. 0,3 до 0,7 вкл.св. 0,7 до 1,2 вкл.
Л30,020,030,040,080,120,3св. 0,3 до 0,7 вкл.св. 0,7 до 1,2 вкл.
Л40,020,030,040,050,080,120,3св. 0,3 до 0,7 вкл.св. 0,7 до 1,2 вкл.
Л50,020,030,040,050,080,120,3св. 0,3 до 0,7 вкл.св. 0,7 до 1,2 вкл.
Л60,020,030,040,050,080,120,3св. 0,3 до 0,7 вкл.св. 0,7 до 1,2 вкл.

 

Таблица 2: Химический состав литейного чугуна рафинированного магнием по ДСТУ 3132-95 и ГОСТ 4832-95

МаркаМассовая доля элементов, %
SiMnP, не болееS, не более
ГруппыКлассаКатегории
IIIIIIАБ12
ЛР1св. 3,2 до 3,6 вкл.до 0,3 вкл.св. 0,3 до 0,5 вкл.св. 0,5 до 1,0 вкл.0,080,120,0050,01
ЛР2св. 2,8 до 3,2 вкл.до 0,3 вкл.св. 0,3 до 0,5 вкл.св. 0,5 до 1,0 вкл.0,080,120,0050,01
ЛР3св. 2,4 до 2,8 вкл.до 0,3 вкл.св. 0,3 до 0,5 вкл.св. 0,5 до 1,0 вкл.0,080,120,0050,01
ЛР4св. 2,0 до 2,4 вкл.до 0,3 вкл.св. 0,3 до 0,5 вкл.св. 0,5 до 1,0 вкл.0,080,120,0050,01
ЛР5св. 1,6 до 2,0 вкл.до 0,3 вкл.св. 0,3 до 0,5 вкл.св. 0,5 до 1,0 вкл.0,080,120,0050,01
ЛР6св. 1,2 до 1,6 вкл.до 0,3 вкл.св. 0,3 до 0,5 вкл.св. 0,5 до 1,0 вкл.0,080,120,0050,01
ЛР7св. 0,8 до 1,2 вкл.до 0,3 вкл.св. 0,3 до 0,5 вкл.св. 0,5 до 1,0 вкл.0,080,120,0050,01

Литейный и литейный рафинированный магнием чугун всех марок должен поставляться с указанием массовой доли углерода.

Литейный и литейный рафинированный магнием чугун производят в чушках без пережимов или с одним или двумя пережимами. Толщина чушки в месте пережима не должна превышать 30 мм. Масса чушки без пережима не должна превышать 18 кг, с одним пережимом — 30 кг, с двумя пережимами — 45 кг.

Количество боя чушек не должно превышать 2% от массы партии. К бою относятся куски массой не более 2 кг.

На поверхности чушек не должно быть остатков шлака. Допускается налет извести, графита и других компонентов смесидля опрыскивания мульд, не влияющих на качество чугуна.

Количество чушек с наличием на поверхности графитовой спели и раковин в литейном чугуне должно быть не более 10% массы партии. На поверхности чушек литейного рафинированного магнием чугуна не допускается наличие графитовой спели.

Показатели, устанавливаемые по требованию потребителя

Литейный и литейный рафинированный магнием чугун всех марок изготавливают с нормированной массовой долей углерода от 3,4 до 4,5% включительно.

Литейный чугун марки Л1 и литейный рафинированный магнием чугун марки ЛР1 допускается изготавливать с массовой долей кремния более 3,6%.

В литейном чугуне марок Л1-Л6, выплавляемом из медесодержащих руд, дополнительно определяется массовая доля меди и указывается в документе о качестве.

Литейный чугун изготавливают с массовой долей хрома не более 0,05% для производства отливок из чугуна с шаровидным графитом, с массовой долей хрома не более 0,04% — для отливок из ковкого чугуна, с массовой долей хрома не более 0,1% — для отливок из серого чугуна.

Литейный чугун марок Л2, Л3, Л4 для производства поршневых колец изготавливают с массовой долей марганца от 0,6 до 0,8% и фосфора от 0,4 до 0,6%.

Литейный рафинированный магнием чугун изготавливают с нормированной долей микропримесей, приведенной в табл. 3.

Таблица 3: Допустимое содержание примесей в литейном рафинированном магнием чугуне с нормированой долей примесей по ДСТУ 3132-95 и ГОСТ 4832-95

МаркаМассовая доля примесей, %, не более
TiVCrPbAl остаточногоMg
ЛР10,060,050,040,0050,0050,019
ЛР20,060,050,040,0050,0050,019
ЛР30,060,050,040,0050,0050,019
ЛР40,060,050,040,0050,0050,019
ЛР50,060,050,040,0050,0050,019
ЛР60,060,050,040,0050,0050,019
ЛР70,060,050,040,0050,0050,019

Допускается изготавливать чушки массой не более 55 кг.

Литейный чугун марок Л1-Л6 изготавливают с массовой долей серы не более 0,06%.

Классификация чушкового чугуна по ИСО 9147-87

В соответствии с международным стандартом ИСО 9147-87 «Чушковой чугун. Определение и классификация» чугун в чушках, на основании его химического состава, подразделяется классы приведенные в табл. 4.

Таблица 4: Классификация чугуна в чушках в соответствии с его химическим составом

НомерКласс чугуна, обозначениеАббревиатураС общ., %Si,
%
Mn,
%
P,
%
S max, %Др.
2.1Н
е
л
е
г
и
р
о
в
а
н
н
ы
й
Л
и
т
е
й
н
ы
й
3)Pig-P1Si(3,3 до 4,5)1,0 до 4,0 1)0,4 до 1,51)≤0,120,062)
2.2Pig-P3Si>0,12 до 0,5
2.3Pig-P6Si(1,5 до 3,5)>0,5 до 1,0 (>0,5 до 0,7)
2.4Pig-P12Si>1,0 до 1,4
2.5Pig-P17Si>1,4 до 2,0
3.1Шаровидная графитная основа 4)Pig-Nod(3,5 до 4,6)≤3,01)≤0,1≤0,080,032)5)
3.2Шаровидная графитная основа с более высоким содержанием MnPig-NodMn≤4,01)>0,1 до 0,41)
3.3С низким содержанием CPig-LC>2,0 до 3,5≤3,01)0,4 до 1,5≤0,300,062)

1) При разделении этого класса на подклассы класс чугуна обычно разделяется на сорта.

2) Минимальное значение для других элементов не указывается. В зависимости, например, от используемого сырья чугун может содержать элементы, отличные от указанных в таблице; это относится и к процентному содержанию, которое для некоторых элементов может достигать значения 0,5%. Содержание этих элементов не учитывается при определении класса чугуна.

3) Для этих классов литейного чугуна различные термины, такие как низкое, среднее, промежуточное и высокое содержание фосфора, нормальный гематит и полугематит и т.д. используются в различных значениях. Следовательно, на международном уровне рекомендуется отказаться от таких терминов и применять в таких случаях для обозначения только аббревиатуру.

4) Обычно используется либо для перлитного чугуна с шаровидным графитом, либо для ковкого чугуна.

5) Характеристикой этих классов чугуна является то, что содержание элементов, мешающих формированию шаровидного графита и активирующих формирование карбида, достаточно низкое.

Примечание: Значения, указанные без скобок, являются основными при классификации чугуна. В скобках приведены значения, которыми ограничивается реальное содержание соответствующего элемента.